شاتکریت بتن یا ملات است که به‌صورت پنوماتیک با سرعت بالا از طریق یک نازل پاشیده می‌شود. اجزای مخلوط آن سنگدانه‌ها، سیمان و آب است و می‌توان آن را با مواد دیگری همچون افزودنی‌های شیمیایی و الیاف‌های تقویت کننده بتن مخلوط کرد.
شاتکریت را می‌توان با تجهیزات مکانیزه یا به‌صورت دستی و با استفاده از اسپری مخلوط مرطوب یا خشک استفاده کرد. انتخاب روش پاشش به ابعاد پروژه، مقدار بتن مورد استفاده و همچنین شرایط لجستیکی و محیطی بستگی دارد.
کاربردهای اصلی بتن پاششی عبارتند از پوشش تونل‌ها، به‌عنوان مهار و تکیه‌گاه سنگ در معادن زیرزمینی، کانال‌ها، مخازن و نیروگاه‌های برق آبی، همچنین اغلب برای تثبیت شیب‌ها استفاده می‌شود.
برخی از خواص مهم شاتکریت، استحکام مناسب و توسعه مقاومت اولیه در حالت تازه (به ویژه برای پشتیبانی از گودبرداری های زیرزمینی) و همچنین مقاومت فشاری و دوام در حالت سخت شده آن است.
ملات یا بتن با سرعت بالا بر روی سطحی که به‌درستی آماده شده است، به‌صورت پنوماتیکی پاشیده می‌شود. (ASA)
شاتکریت با عنوان‌های زیر نیز شناخته می‌شود:
اجزای ماسه و شن تقریباً 75 درصد وزن شاتکریت و 65 درصد حجم آن را تشکیل می‌دهند. ترکیبات و ساختار زمین‌شناختی آن تأثیر زیادی بر کارایی و خواص بتن سخت شده دارد.
رابطه آب / سیمان، مربوط به جرم آب تقسیم بر جرم کل محتوای بایندر / اتصال دهنده سنگدانه‌ها در مخلوط، برای دوام بتن مهم است. رابطه W/C معمولاً بین 0/40 و 0/50 است.
سرباره، فلای اش/خاکستر بادی و دوده سیلیس برای شاتکریت برای انجام اهداف مختلف که در زیر بیان شده است، استفاده می‌شود:
-برای ایجاد توازن ریز دانه‌ها از ≤0/125 میلی‌متر
-برای بهبود خواص دوام
– افزایش ظرفیت نگهداری آب
-برای کاهش فشار پمپاژ در حین استفاده
– زودگیر کننده‌ها: سخت شدن مخلوط و ایجاد استحکام اولیه را تسریع می‌کنند. برخلاف سایر افزودنی‌ها، زودگیر کننده‌ها بلافاصله قبل از استفاده به مخلوط اضافه می‌شوند.
– روان کننده ها و فوق روان کننده ها: سیالیت مخلوط را بدون کاهش مقاومت افزایش می‌دهند.
– دیرگیر کننده‌ها (کنترل کننده‌های هیدراتاسیون): برای حفظ سیالیت بتن در حین حمل و نقل مورد نیاز هستند.
– تثبیت کننده‌ها (مخلوط): انسجام داخلی ذرات را افزایش می‌دهد و در نتیجه از جدا شدن آن جلوگیری می‌کند تا از پمپ‌پذیری مخلوط اطمینان حاصل شود.
بتن پاششی را می‌توان با الیاف مصنوعی یا فولادی تقویت کرد. به‌طور کلی از به‌عنوان مهار و تکیه‌گاه سنگ در استخراج زیرزمینی و تثبیت شیب‌ها استفاده می‌شود، همچنین می‌تواند جایگزین استفاده از آرماتور مشبک فلزی شود.
مخلوط شاتکریت که شامل آب است از طریق خط بتنی به نازل منتقل می‌شود، جایی که هوای فشرده و افزودنی زودگیرکننده اضافه می‌شوند تا برروی لایه زیرین پاشیده شود.
-پاشش مکانیزه مخلوط مرطوب:
پاشش مکانیزه مخلوط مرطوب کارآمدترین روش برای پروژه‌هایی است که در آن مقادیر زیادی شاتکریت باید اعمال شود. تجهیزات پاشش مکانیزه در کاربردهای زیرزمینی برای کاهش چرخه‌های کاری و افزایش ایمنی اپراتور، کنترل بازوی پاشش توسط کنترل از راه دور از خارج از منطقه خطر، استفاده می‌شود.
پاشش دستی مخلوط مرطوب:
شاتکریت به‌صورت دستی در مناطق بسیار کوچک برای تجهیزات مکانیزه اعمال می‌شود. پمپ‌های پاششی با مخلوط مرطوب با یک سیستم دوز افزودنی هماهنگ با جریان بتن در دسترس هستند.
مخلوط خشک از هوای فشرده به نازل انتقال داده می‌شود و در آنجا با آب و زودگیر کننده‌ها مخلوط می‌شود تا برروی سطح مورد نظر پاشیده شود.
– پاشش مکانیزه مخلوط خشک:
این روش عموماً زمانی استفاده می‌شود که شرایط لجستیکی نیاز به پاشش خشک داشته باشد و تولید شاتکریت مورد نیاز بیشتر از آن باشد که بتوان با پاشش دستی انجام داد. انتقال مواد خشک انعطاف‌پذیرتر است زیرا زمان تقریباً نامحدودی برای ذخیره‌سازی ممکن می‌سازد و می‌توان آن را در مسافت‌های زیاد حمل کرد.
– پاشش دستی مخلوط خشک:
این روش معمولاً برای اعمال مقادیر جزئی شاتکریت، مانند ترمیم، یا برای پاشش بتن در مناطق صعب‌العبور استفاده می‌شود.
– مهار /تکیه گاه موقت و دائمی:
به‌دلیل انعطاف‌پذیری در انتخاب ضخامت و کسب مقاومت اولیه، شاتکریت می‌تواند برای مهار اولیه سازه استفاده شود. لایه دوم را می‌توان برای مهار دائمی اعمال کرد که می‌تواند با پیچ های مهاری، آرماتور مشبک فلزی یا الیاف تقویت شود.
-پوشش نهایی:
بتن پاششی، قطعات بتنی پیش‌ساخته یا بتن تازه مخلوط شده در محل.
شاتکریت برای پوشش نهایی زمانی که نیازی به یکنواختی کامل نباشد مناسب است و اقتصادی‌ترین راه‌حل برای تونل‌های کوتاه است.
از دهه 1990، بتن پاششی تقویت شده با الیاف (FRS) به‌تدریج جایگزین شبکه سیمی فولادی به عنوان روش اصلی برای مهار در معادن زیرزمینی شده است. این ناشی از:
– تکیه گاه مقاوم‌تر با FRS در ترکیب با انکر بولت
-افزایش امنیت برای اپراتورها، کار از یک منطقه امن
-کاهش زمان اجرای کارگاه
-یک ضرورت جزئی برای بازسازی تکیه‌گاه زمینی
در نیروگاه‌های برق آبی از شاتکریت برای تثبیت و پوشش تونل‌های دسترسی، غارها و سدها استفاده می‌شود. همچنین برای کانال‌ها، مخازن و سرریزها نیز استفاده می‌شود که پس از حفاری قالب مورد نیاز، مستقیماً روی سطح سنگ پاشیده می‌شود. به‌دلیل انعطاف‌پذیری، امکان دسترسی سریع به سایت را فراهم می‌کند و برای انواع قالب‌ها و اعمال لایه‌های بسیار ضخیم مناسب است.
بتن پاششی به‌دلیل مقاومت برشی و چسبندگی خوب به سنگ، باعث استحکام لایه‌های زیرین شده و سوراخ ها و ترک‌ها را پر می‌کند و از ریزش سنگ‌های سست جلوگیری می‌کند.
سیالیت یا روان بودن بتن تازه به قابلیت تغییر شکل آن اشاره دارد و تحت تأثیر دمای محیط، اندازه سنگدانه، شکل و نوع سنگدانه‌های مورد استفاده، قرار می‌گیرد.
سیالیت کافی، به‌حداقل رساندن نوسان پمپ بتن، بهینه‌سازی پراکندگی زودگیر کننده‌ها و الیاف و همچنین ایمن‌سازی چسبندگی به لایه زیرین کمک می‌کند.
تست اسلامپ بتن برای اندازه‌گیری سیالیت مخلوط در محل استفاده می شود.
برای تثبیت حفاری‌های زیرزمینی، اغلب در ساعات اولیه پس از پاشش بتن، کسب مقاومت اولیه لازم است.
روش های مختلفی برای اندازه‌گیری مقاومت اولیه وجود دارد:
– استخراج پانل‌های آزمایش: برای استحکام از 10 مگاپاسکال
-روش نفوذ سوزن: با فاصله زمانی از 0/2 تا 1/2 مگاپاسکال
-کوبیدن میخ ها: با فاصله زمانی از 3 تا 16 مگاپاسکال
مقاومت فشاری به مقاومت بتن سخت شده در برابر فشار محوری اشاره دارد.
مناسب‌ترین روش برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری، استخراج نمونه‌های بتن به‌طور مستقیم در محل یا از پانل تست است.
ماندگاری یعنی توانایی بتن پاششی برای مقاومت در برابر تأثیرات تهاجمی محیطی که در معرض آن قرار می‌گیرد.
دوام عمدتاً بر روی نسبت آب / سیمان مخلوط تأثیر می‌گذارد.
سایر عناصری که تاثیر دارند عبارتند از: سنگدانه‌ها، مواد سیمانی، زودگیر کننده‌ها و عمل‌آوری بتن پاششی.
M.Gh.
